@phdthesis{Bertz2018,
  author    = {Bertz, Martin},
  title     = {Funktion von Selenoproteinen  w{\"a}hrend der kolorektalen Karzinogenese},
  doi       = {10.25932/publishup-42780},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427808},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VII, 109},
  year      = {2018},
  abstract  = {Kolorektalkrebs (CRC) ist die dritth{\"a}ufigste Tumorerkrankung weltweit. Neben dem Alter spielt auch die Ern{\"a}hrung eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Krankheit. Eine vermutlich krebspr{\"a}ventive Wirkung wird dabei dem Spurenelement Selen zugeschrieben, das fast ausschließlich {\"u}ber Lebensmittel aufgenommen wird. So h{\"a}ngt beispielsweise ein niedriger Selenstatus mit dem Risiko, im Laufe des Lebens an CRC zu erkranken, zusammen. Seine Funktionen vermittelt Selen dabei {\"u}berwiegend durch Selenoproteine, in denen es in Form von Selenocystein eingebaut wird. Zu den bisher am besten untersuchten Selenoproteinen mit m{\"o}glicher Funktion w{\"a}hrend CRC z{\"a}hlen die Glutathionperoxidasen (GPXen). Die Mitglieder dieser Familie tragen aufgrund ihrer Hydroperoxid-reduzierenden Eigenschaften entscheidend zum Schutz der Zellen vor oxidativem Stress bei. Dies kann je nach Art und Stadium des Tumors entweder krebshemmend oder -f{\"o}rdernd wirken, da auch transformierte Zellen von dieser Schutzfunktion profitieren. In dieser Arbeit wurde die GPX2 in HT29-Darmkrebszellen mithilfe stabil-transfizierter shRNA herunterreguliert, um die Funktion des Enzyms vor allem in Hinblick auf regulierte Signalwege zu untersuchen. Ein Knockdowns (KD) der strukturell {\"a}hnlichen GPX1 kam ebenfalls zum Einsatz, um gezielt Isoform-spezifische Funktionen unterscheiden zu k{\"o}nnen. Anhand eines PCR-Arrays wurden Signalwege identifiziert, die auf einen Einfluss der beiden Proteine im Zellwachstum hindeuteten. Anschließende Untersuchungen ließen auf einen verminderten Differenzierungsstatus in den GPX1- und GPX2-KDs aufgrund einer geringeren Aktivit{\"a}t der Alkalischen Phosphatase schließen. Zudem war die Zellviabilit{\"a}t im Neutralrot-Assay (NRU) bei Fehlen der GPX1 bzw. GPX2 im Vergleich zur Kontrolle reduziert. Die Ergebnisse des PCR-Arrays, und speziell f{\"u}r die GPX2 fr{\"u}here Untersuchungen der Arbeitsgruppe, wiesen weiterhin auf eine Rolle der beiden Proteine in der entz{\"u}ndungsgetriebenen Karzinogenese hin. Daher wurden auch m{\"o}gliche Interaktionen mit dem NFκB-Signalweg analysiert. Eine Stimulation der Zellen mit dem proinflammatorischen Zytokin IL1β ging mit einer verst{\"a}rkten Aktivierung der MAP-Kinasen ERK1/2 in den Zellen mit GPX1- bzw. GPX2-KD einher. Die gleichzeitige Behandlung mit dem Antioxidans NAC f{\"u}hrte nicht zur R{\"u}cknahme der Effekte in den KDs, sodass m{\"o}glicherweise nicht nur die antioxidativen Eigenschaften der Enzyme bei der Interaktion mit diesen Signalwegsproteinen relevant sind. Weiterhin wurden Analysen zum Substratspektrum der GPX2 in HCT116-Zellen mit einer {\"U}berexpression des Proteins durchgef{\"u}hrt. Dabei zeigte sich mittels NRU-Assay und DNA-Laddering, dass die GPX2 besonders vor den proapoptotischen Effekten einer Behandlung mit den Lipidhydroperoxiden HPODE und HPETE sch{\"u}tzt. Im Gegensatz zur GPX2 l{\"a}sst sich Selenoprotein H (SELENOH) st{\"a}rker durch die aliment{\"a}re Selenzufuhr beeinflussen. Einer m{\"o}glichen Nutzung als Biomarker oder gar als Ansatzpunkt bei der Pr{\"a}vention bzw. Behandlung von CRC steht allerdings unvollst{\"a}ndiges Wissen {\"u}ber die Funktion des Proteins gegen{\"u}ber. Zur genaueren Charakterisierung von SELENOH wurden daher stabil-transfizierte KD-Klone in HT29- und Caco2-Zellen hergestellt und zun{\"a}chst auf ihre Tumorigenit{\"a}t untersucht. Zellen mit SELENOH-KD bildeten mehr und gr{\"o}ßere Kolonien im Soft Agar und zeigten ein erh{\"o}htes Proliferations- und Migrationspotenzial im Vergleich zur Kontrolle. Ein Xenograft in Nacktm{\"a}usen resultierte zudem in einer st{\"a}rkeren Tumorbildung nach Injektion von KD-Zellen. Untersuchungen zur Beteiligung von SELENOH an der Zellzyklusregulation deuten auf eine hemmende Rolle des Proteins in der G1/S-Phase hin. Die weiterhin beobachtete Hochregulation von SELENOH in humanen Adenokarzinomen und pr{\"a}kanzer{\"o}sem Mausgewebe l{\"a}sst sich m{\"o}glicherweise mit der postulierten Schutzfunktion vor oxidativen Zell- und DNA-Sch{\"a}den erkl{\"a}ren. In gesunden Darmepithelzellen war das Protein vorrangig am Kryptengrund lokalisiert, was zu einer potenziellen Rolle w{\"a}hrend der gastrointestinalen Differenzierung passt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Buehler2023,
  author    = {B{\"u}hler, Miriam},
  title     = {The role of (xeno)hormone-activated GPER1 for centrosome amplification and whole chromosomal instability in colon cell lines},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IX, 144},
  year      = {2023},
  abstract  = {The G protein-coupled estrogen receptor (GPER1) is acknowledged as an important mediator of estrogen signaling. Given the ubiquitous expression of GPER1, it is likely that the receptor plays a role in a variety of malignancies, not only in the classic hormonally regulated tissues (e.g., breast, ovary, and prostate), but also in the colon. As colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer in both men and women worldwide and environmental factors and dietary habits are important risk factors, it is increasingly recognized that natural and synthetic hormones and their associated receptors might play a role in CRC. Through oral consumption, environmental contaminants with endocrine activity are in contact with the gastrointestinal mucosa, where they might exert their toxic effects. Although GPER1 has been shown to be engaged in physiological and pathophysiological processes, its role in CRC remains poorly understood. Thus, pro- as well as anti-tumorigenic effects are described in the literature. This thesis has uncovered novel roles of GPER1 in mediating major CRC-associated phenotypes in transformed and non-transformed colon cell lines. Exposure to the estrogens 17β-estradiol (E2), bisphenol-A (BPA) and diethylstilbestrol (DES) but also the androgen dihydrotestosterone (DHT) resulted in GPER1-dependent induction of supernumerary centrosomes, whole chromosomal instability (w-CIN) and aneuploidy. Indeed, both knockdown and inhibition of GPER1 attenuated the generation of (xeno)hormone-driven supernumerary centrosomes and karyotype instability. Mechanistically, (xeno)hormone-induced centrosome amplification was associated with transient multipolar mitosis and the generation of so called anaphase "lagging" chromosomes. The results of this thesis propose a GPER1/PKA/AKAP9-pathway in regulating centrosome numbers in colorectal cancer cells and the involvement of the centriolar protein centrin. Remarkably, exposure to (xeno)hormones resulted in atypical enlargement and unexpected phosphorylation of the centriole marker centrin in interphase. These findings provide a novel role for GPER1 in key CRC-prone lesions and shed light on underlying mechanisms that involve GPER1 function in the colon. Elucidating to what extent centrosomal proteins are involved in the GPER1-mediated aneugenic effect will be an important task for future studies. The present study was intended to lay a first foundation to understand the molecular basis and potential risk factors of CRC which might help to reduce the use of laboratory animals. Since numerous animal experiments are conducted in biomedical research, the development of alternative methods is indispensable. The Federal Institute for Risk Assessment (BfR) as the German Center for the Protection of Laboratory Animals (Bf3R) addresses this issue by uncovering underlying mechanisms leading to colorectal cancer as necessary prerequisite in order to develop alternative methods.},
  language  = {en}
}